JP3052902B2 - Cascode circuit - Google Patents

Cascode circuit

Info

Publication number
JP3052902B2
JP3052902B2 JP9194857A JP19485797A JP3052902B2 JP 3052902 B2 JP3052902 B2 JP 3052902B2 JP 9194857 A JP9194857 A JP 9194857A JP 19485797 A JP19485797 A JP 19485797A JP 3052902 B2 JP3052902 B2 JP 3052902B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
electrode
circuit
source
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP9194857A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH1127061A (en
Inventor
俊之 江藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP9194857A priority Critical patent/JP3052902B2/en
Publication of JPH1127061A publication Critical patent/JPH1127061A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3052902B2 publication Critical patent/JP3052902B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カスコード回路に
係わり、特に、広帯域動作を可能にしたカスコード回路
に関する。
The present invention relates to a cascode circuit, and more particularly, to a cascode circuit that enables a wide band operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のカスコード回路の中に、
「レギュレーテッド・カスコード回路」と呼ばれる回路
があり、その一例として例えば、本願と同一発明者によ
る特開平7−86842号公報の記載が参照される。
2. Description of the Related Art Among conventional cascode circuits of this kind,
There is a circuit called a "regulated cascode circuit", and for example, reference is made to the description of JP-A-7-86842 by the same inventor as the present application.

【0003】図4は、上記公報に記載のカスコード回路
の構成を示す図である。図4を参照すると、この従来の
カスコード回路は、出力端子71および低位側電源電位
GND間に直列接続されるトランジスタ1および2の直
列接続回路と、トランジスタ1のゲート電極が接続され
る入力端子70と、ソース電極がトランジスタ1、2の
直列接続点Aに接続され、かつ、高位側電源電位VDD
および低位側電源電位GND間に直列接続され、その直
列接続点によりゲート接地されたトランジスタ3と、ト
ランジスタ1、2、および3と逆極性の関係にあるトラ
ンジスタ48および49からなり高位側電源電位VDD
から電流が供給されるカレントミラー回路と、トランジ
スタ49の負荷であって低位側電源電位GNDに接続さ
れる定電流源43と、位相補償素子であってトランジス
タ49のドレイン電極と低位側電源電位GNDに接続さ
れる容量59と、を備え、カレントミラー回路の入力端
Bがトランジスタ3のドレイン電極に出力端Cがトラン
ジスタ2のゲート電極にそれぞれ接続されて構成され
る。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a cascode circuit described in the above publication. Referring to FIG. 4, this conventional cascode circuit includes a series connection circuit of transistors 1 and 2 connected in series between an output terminal 71 and a lower power supply potential GND, and an input terminal 70 to which the gate electrode of transistor 1 is connected. And the source electrode is connected to the series connection point A of the transistors 1 and 2, and the higher power supply potential VDD
And a transistor 3 connected in series between the lower power supply potential GND and a gate grounded at the series connection point, and transistors 48 and 49 having a polarity opposite to that of the transistors 1, 2, and 3, and a higher power supply potential VDD.
, A constant current source 43 that is a load of the transistor 49 and is connected to the lower power supply potential GND, and a drain electrode of the transistor 49 that is a phase compensation element and the lower power supply potential GND. And a capacitor 59 connected to the current mirror circuit. The input terminal B of the current mirror circuit is connected to the drain electrode of the transistor 3 and the output terminal C is connected to the gate electrode of the transistor 2.

【0004】上述した構成によるカスコード回路は、ト
ランジスタ3→48→49→2→3と経由する利得段1
段の負帰還ループをもっている。このため、トランジス
タ1のドレイン電位は強固に固定されることになる。従
って電圧入力端子70に供給される電圧によって定まる
トランジスタ1のドレイン電流は、電流出力端子71の
直流電位の影響を殆ど受けない。このためこのカスコー
ド回路の出力インピーダンスは非常に高くなる。
[0004] The cascode circuit having the above-described configuration includes a gain stage 1 via transistors 3 → 48 → 49 → 2 → 3.
It has a negative feedback loop of stages. For this reason, the drain potential of the transistor 1 is firmly fixed. Therefore, the drain current of the transistor 1 determined by the voltage supplied to the voltage input terminal 70 is hardly affected by the DC potential of the current output terminal 71. Therefore, the output impedance of the cascode circuit becomes very high.

【0005】一方、最低出力信号電圧は、電流出力端子
71の動作電圧の下限値で決まり、トランジスタ1のド
レイン電位VD1にほぼ等しい。いまトランジスタ3お
よび6のゲート・ソース間電圧を各々、VGS3、VG
S6とすれば、VD1は次式(1)で与えられる。
On the other hand, the lowest output signal voltage is determined by the lower limit value of the operating voltage of the current output terminal 71, and is substantially equal to the drain potential VD1 of the transistor 1. Now, the gate-source voltages of the transistors 3 and 6 are respectively VGS3 and VG
In the case of S6, VD1 is given by the following equation (1).

【0006】VD1=VGS6−VGS3 …(1)VD1 = VGS6-VGS3 (1)

【0007】従って、VGS3とVGS6を調節するこ
とにより、トランジスタ1のドレイン電位VD1をトラ
ンジスタの飽和電圧である約0.5V程度とすることが
できる。
Therefore, by adjusting VGS3 and VGS6, the drain potential VD1 of the transistor 1 can be set to about 0.5 V, which is the saturation voltage of the transistor.

【0008】また、最低動作電源電圧は、トランジスタ
1および49の飽和電圧とトランジスタ2のゲート・ソ
ース間電圧を加えた値となり、約2Vである。
The minimum operating power supply voltage is a value obtained by adding the saturation voltage of the transistors 1 and 49 and the gate-source voltage of the transistor 2 and is about 2V.

【0009】このように、図4に示したカスコード回路
は高出力インピーダンスで、最低出力信号電圧および最
低動作電源電圧が低い。このことから、回路を演算増幅
器の増幅段に用いれば、低電源電圧動作が可能で、かつ
大きな増幅度が得られる。
As described above, the cascode circuit shown in FIG. 4 has a high output impedance and a low minimum output signal voltage and a minimum operating power supply voltage. For this reason, if the circuit is used for the amplification stage of the operational amplifier, a low power supply voltage operation is possible and a large amplification degree can be obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】図4に示した上記従来
のカスコード回路の周波数特性は、ほぼ前述したトラン
ジスタ3→48→49→2→3と経由する負帰還ループ
の周波数特性で決定される。
The frequency characteristic of the conventional cascode circuit shown in FIG. 4 is determined substantially by the frequency characteristic of the negative feedback loop passing through the aforementioned transistors 3 → 48 → 49 → 2 → 3. .

【0011】次に、この負帰還ループのオープン・ルー
プ電圧利得を考案する。
Next, the open loop voltage gain of the negative feedback loop will be considered.

【0012】図2に、破線で示したのが、従来の回路に
おける特性である。ここで、帯域を決めているのは、2
次極p2′である。この理由は、位相余裕を確保するに
は、p2′をユニテイ・ゲイン周波数の2倍以上高域に
配置する必要があるからである。
The broken line in FIG. 2 shows the characteristics of the conventional circuit. Here, the band is determined by 2
This is the next pole p2 '. The reason for this is that in order to secure a phase margin, it is necessary to arrange p2 'in a high frequency region at least twice the unity gain frequency.

【0013】トランジスタ48の相互コンダクタンスを
gm48、トランジスタ48のゲートと高位側電源電位
VDD間に生じる容量をCs′で表すと、p2′は次式
(2)となる。
When the transconductance of the transistor 48 is represented by gm48 and the capacitance generated between the gate of the transistor 48 and the higher power supply potential VDD is represented by Cs ', p2' is given by the following equation (2).

【0014】p2′=−gm48/Cs′ …(2)P2 '=-gm48 / Cs' (2)

【0015】ここで、Cs′はカレントミラー回路を構
成するトランジスタ48とトランジスタ49のゲート・
ソース間容量が支配的であり、ミラー比を1対1とする
と、ほぼトランジスタ48のゲート・ソース間容量の2
倍となる。
Here, Cs' is the gate of the transistors 48 and 49 constituting the current mirror circuit.
Assuming that the capacitance between the sources is dominant and the mirror ratio is 1 to 1, the capacitance between the gate and the source of the transistor 48 is approximately 2%.
Double.

【0016】従って、カスコード回路を広帯域化するた
めには、トランジスタ48の相互コンダクタンスgm4
8を大きくするか、容量Cs′を小さくする必要があ
る。相互コンダクタンスを下げずにCs′を小さくする
ためには、チャネル長を短くしなければならない。しか
し、トランジスタ48(従って、トランジスタ48とカ
レントミラー回路を構成するトランジスタ49も)のチ
ャネル長を極端に短くすると、相対精度が取れず、ミラ
ー比が劣化する。
Accordingly, in order to widen the cascode circuit, the transconductance gm4
8 or the capacitance Cs' must be reduced. In order to reduce Cs' without lowering the transconductance, the channel length must be reduced. However, if the channel length of the transistor 48 (therefore, the transistor 49 that forms a current mirror circuit with the transistor 48) is extremely short, relative accuracy cannot be obtained, and the mirror ratio deteriorates.

【0017】またトランジスタ48(従って、トランジ
スタ49も)のバイアス電流を増やすと直流における帰
還電圧利得が低下する。これは、直流におけるオープン
・ループ電圧利得が、ほぼトランジスタ49の相互コン
ダクタンスとトランジスタ49および定電流源43の出
力インピーダンスで決まるからである。
When the bias current of the transistor 48 (and therefore the transistor 49) is increased, the feedback voltage gain at DC decreases. This is because the open loop voltage gain at DC is determined substantially by the transconductance of the transistor 49 and the output impedance of the transistor 49 and the constant current source 43.

【0018】この結果、負帰還ループの帰還量が減少
し、カスコード回路の出カインピーダンスが低下する。
As a result, the feedback amount of the negative feedback loop decreases, and the output impedance of the cascode circuit decreases.

【0019】従って、この回路には広帯域化すると、回
路の出カインピーダンスが低下するという問題点があ
る。
Therefore, this circuit has a problem that when the band is widened, the output impedance of the circuit is reduced.

【0020】したがって、本発明は、上述した従来技術
の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、C
MOSプロセスにおいて、広帯域であり、かつ出力イン
ピーダンスが高いカスコード回路を提供することにあ
る。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the object is to
It is an object of the present invention to provide a cascode circuit having a wide band and a high output impedance in a MOS process.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のカスコード回路は、ドレイン電極が出力端
子に導出された第1のトランジスタと、ソース電極が前
記第1のトランジスタのソース電極と接続され、かつゲ
ート接地された第2のトランジスタと、前記第2のトラ
ンジスタのドレイン負荷用電流源と、ドレイン電極が前
記第1、第2のソース電極と接続され、ゲート電極が入
力端子に導出され、かつソース接地された第3のトラン
ジスタと、ゲート電極が前記第2のトランジスタのドレ
イン電極に接続され、かつソース接地された前記第1、
第2、第3のトランジスタと逆極性の第4のトランジス
タと、そのドレイン負荷であって、かつダイオード接続
されるとともにソース接地された第5のトランジスタと
を備え、前記第4のトランジスタのドレイン電極が、前
記第1のトランジスタのゲート電極に接続されたことを
特徴とする。
In order to achieve the above object, a cascode circuit according to the present invention comprises: a first transistor having a drain electrode led to an output terminal; and a source electrode having a source electrode of the first transistor. A second transistor connected and grounded at the gate, a current source for drain load of the second transistor, a drain electrode connected to the first and second source electrodes, and a gate electrode led to an input terminal. And a source-grounded third transistor, a gate electrode of which is connected to a drain electrode of the second transistor, and a source-grounded first transistor.
A fourth transistor having a polarity opposite to that of the second and third transistors, and a fifth transistor which is a drain load and is diode-connected and grounded at a source; Are connected to a gate electrode of the first transistor.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明のカスコード回路は、その
好ましい実施の形態において、ドレイン電極が出力端子
に導出された第1のトランジスタ(図1の2)と、ソー
ス電極が第1のトランジスタのソース電極と接続され、
かつゲート接地された第2のトランジスタ(図1の3)
と、この第2のトランジスタのドレイン負荷用電流源
(図1の40)と、ドレイン電極が第1、第2のトラン
ジスタのソース電極と接続され、ゲート電極が入力端子
に導出され、かつソース接地された第3のトランジスタ
(図1の1)と、ゲート電極が第2のトランジスタ(図
1の3)のドレイン電極に接続されソース接地され、第
1、第2、及び第3のトランジスタと逆極性の第4のト
ランジスタ(図1の4)と、この第4のトランジスタの
ドレイン負荷であってダイオード接続されるとともにソ
ース接地された第5のトランジスタ(図1の5)と、を
備え、第4のトランジスタ(図1の4)のドレイン電極
が第1のトランジスタ(図1の2)のゲート電極に接続
されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a preferred embodiment of the cascode circuit of the present invention, a first transistor (2 in FIG. 1) having a drain electrode led to an output terminal and a source electrode of the first transistor are connected to the first transistor. Connected to the source electrode,
And a second transistor whose gate is grounded (3 in FIG. 1)
A drain load current source of the second transistor (40 in FIG. 1); a drain electrode connected to the source electrodes of the first and second transistors; a gate electrode led out to the input terminal; The third transistor (1 in FIG. 1) and the gate electrode are connected to the drain electrode of the second transistor (3 in FIG. 1) and are grounded at the source, and are opposite to the first, second, and third transistors. A fourth transistor having a polarity (4 in FIG. 1) and a fifth transistor (5 in FIG. 1) which is a drain load of the fourth transistor and is diode-connected and grounded at the source; The drain electrode of the fourth transistor (4 in FIG. 1) is connected to the gate electrode of the first transistor (2 in FIG. 1).

【0023】本発明の実施の形態においては、入力トラ
ンジスタである第3のトランジスタのドレイン電位を固
定するため、ゲート接地された第2のトランジスタと、
その負荷用電流源と、ソース接地された第4のトランジ
スタと、ダイオード接続された第5のトランジスタと、
位相補償素子であって第4のトランジスタのゲート電極
と高位側電源電位に接続される容量(図1の50)とで
増幅回路を構成し、この増幅回路からの帰還出力を、出
力トランジスタである第1のトランジスタ(図1の2)
のゲート電極に戻している。また、第2のトランジスタ
(図1の3)のゲート電位を固定するための電圧発生回
路を、ダイオード接続された第6のトランジスタ(図1
の6)と定電流源(図1の41)で構成している。
In the embodiment of the present invention, in order to fix the drain potential of the third transistor which is an input transistor, a second transistor whose gate is grounded,
A load current source, a source-grounded fourth transistor, a diode-connected fifth transistor,
A phase compensating element, which constitutes an amplifier circuit including the gate electrode of the fourth transistor and a capacitor (50 in FIG. 1) connected to the higher power supply potential, and a feedback output from the amplifier circuit is an output transistor. First transistor (2 in FIG. 1)
Back to the gate electrode. Further, a voltage generating circuit for fixing the gate potential of the second transistor (3 in FIG. 1) is replaced with a diode-connected sixth transistor (FIG. 1).
6) and a constant current source (41 in FIG. 1).

【0024】[0024]

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例を図面を参照して以下
に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;

【0025】図1は、本発明の第1の実施例の回路構成
を示す図である。図1を参照すると、本実施例のカスコ
ード同格は、出力端子71および低位側電源電位GND
間に直列接続されるトランジスタ1および2の直列接続
回路と、トランジスタ1のゲート電極が接続される入力
端子70と、ソース電極が直列接続点Aに接続されかつ
高位側電源電位VDDおよび低位側電源電位GND間に
直列接続されその直接接続点によりゲート接地されたト
ランジスタ3と、トランジスタ3の負荷であって、高位
側電源電位VDDに接続される定電流源40と、ゲート
電極がトランジスタ3のドレイン電極に接続され、トラ
ンジスタ1、2、および3と逆極性の関係にあるトラン
ジスタ4と、トランジスタ4の負荷であって低位側電源
電位GNDに接続され、トランジスタ1、2、および3
と同極性である、ダイオード接続されたトランジスタ5
と、位相補償素子であってトランジスタ4のゲート電極
と高位側電源電位VDDに接続される容量50と、を備
え、トランジスタ4のゲート電極はトランジスタ3のド
レイン電極に接続され、トランジスタ5のドレイン電極
はトランジスタ2のゲート電極に接続されて構成されて
いる。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the cascode of this embodiment has an output terminal 71 and a lower power supply potential GND.
A series connection circuit of transistors 1 and 2 connected in series, an input terminal 70 to which the gate electrode of transistor 1 is connected, a source electrode connected to series connection point A, and a higher power supply potential VDD and a lower power supply A transistor 3 connected in series between the potentials GND and grounded at the gate by the direct connection point; a constant current source 40 which is a load of the transistor 3 and is connected to the higher power supply potential VDD; A transistor 4, which is connected to the electrodes and has a polarity opposite to that of the transistors 1, 2, and 3; and a load of the transistor 4, which is connected to the lower power supply potential GND, and the transistors 1, 2, and 3
A diode-connected transistor 5 having the same polarity as
And a capacitor 50 that is a phase compensation element and is connected to the gate electrode of the transistor 4 and the higher power supply potential VDD. The gate electrode of the transistor 4 is connected to the drain electrode of the transistor 3. Are connected to the gate electrode of the transistor 2.

【0026】ここで、帰還ループの周波数特性、特にオ
ープン・ループ電圧利得を解析する。図2に、実線で示
す特性が、本実施例の回路における特性である。
Here, the frequency characteristics of the feedback loop, particularly, the open loop voltage gain will be analyzed. The characteristic shown by the solid line in FIG. 2 is the characteristic in the circuit of this embodiment.

【0027】本実施例の回路で、帯域を決めているの
は、図4に示した上記従来技術と同じく、2次極のp2
である。回路の広帯域化のため、p2を高域に配置する
必要があるのは、上記従来技術と同じである。
In the circuit of this embodiment, the band is determined by the secondary pole p2, as in the prior art shown in FIG.
It is. It is the same as the above-mentioned prior art that p2 needs to be arranged in a high band in order to widen the circuit bandwidth.

【0028】いま、トランジスタ5の相互コンダクタン
スをgm5、トランジスタ5のドレイン電極とゲート電
極の接続点と低位側電源電位GND間に生じる容量をC
sで表すと、p2は次式(3)となる。
Now, the transconductance of the transistor 5 is gm5, and the capacitance between the connection point between the drain electrode and the gate electrode of the transistor 5 and the lower power supply potential GND is Cm.
When represented by s, p2 is given by the following equation (3).

【0029】p2=−gm5/Cs …(3)P2 = -gm5 / Cs (3)

【0030】従って、上記従来技術と同様に、回路を広
帯域化するためには、トランジスタ5の相互コンダクタ
ンスgm5を大きくするか、容量Csを小さくする必要
がある。
Therefore, as in the prior art, in order to increase the bandwidth of the circuit, it is necessary to increase the transconductance gm5 of the transistor 5 or to reduce the capacitance Cs.

【0031】本実施例のCsは、トランジスタ5のゲー
ト−ソース間容量が支配的である。
In the present embodiment, Cs is dominated by the gate-source capacitance of the transistor 5.

【0032】この結果、容量Csの値は、図4に示した
従来技術における容量Cs′の約1/2となる。但し、
これは、トランジスタ5と同一サイズのトランジスタ
を、図4に示した従来技術におけるトランジスタ48と
トランジスタ49に用いた場合である。
As a result, the value of the capacitance Cs is about 1/2 of the capacitance Cs' in the prior art shown in FIG. However,
This is a case where a transistor having the same size as the transistor 5 is used as the transistor 48 and the transistor 49 in the related art shown in FIG.

【0033】従って、相互コンダクタンスgm5と、図
4に示した従来技術の相互コンダクタンスgm48が等
しいとすれば、p2は、p2′の約2倍となり、このた
め同じ位相余裕では、本実施例の回路のユニテイ・ゲイ
ン周波数は、図4に示した従来技術の約2倍となる。
Therefore, assuming that the transconductance gm5 is equal to the transconductance gm48 of the prior art shown in FIG. 4, p2 is about twice as large as p2 ', so that the circuit of the present embodiment has the same phase margin. Is about twice that of the prior art shown in FIG.

【0034】次に、トランジスタ5のバイアス電流を増
加することにより、トランジスタ5の相互コンダクタン
スgm5の値を大きくすることを考える。この電流増加
は、トランジスタ4のバイアス電流を増やすことにより
達成できるが、電流増加によるオープン・ループ電圧利
得への影響を調べる。
Next, consider increasing the value of the transconductance gm5 of the transistor 5 by increasing the bias current of the transistor 5. This current increase can be achieved by increasing the bias current of transistor 4, but the effect of the current increase on the open loop voltage gain will be examined.

【0035】本実施例の直流におけるオープン・ループ
電圧利得は、ほぼトランジスタ3の相互コンダクタンス
とトランジスタ3および定電流源40の出カインピーダ
ンスで決まる。
The open loop voltage gain at DC in this embodiment is determined substantially by the transconductance of the transistor 3 and the output impedance of the transistor 3 and the constant current source 40.

【0036】ここで、これらの値は、トランジスタ4の
バイアス電流を増やすことでは変化しないので、利得へ
の影響はない。
Here, since these values do not change by increasing the bias current of the transistor 4, there is no effect on the gain.

【0037】この結果、回路の広帯域化と高出カインピ
ーダンス化を独立に達成できる。
As a result, it is possible to independently increase the bandwidth of the circuit and increase the output impedance.

【0038】一方、最低出力信号電圧は、電流出力端子
71の動作電圧の下限値で決まり、トランジスタ1のド
レイン電位VD1にほぼ等しい。いまトランジスタ3お
よび6のゲート・ソース間電圧を各々、VGS3、VG
S6とすれば、VD1は従来技術と同じく次式(4)と
なる。
On the other hand, the lowest output signal voltage is determined by the lower limit value of the operating voltage of the current output terminal 71, and is substantially equal to the drain potential VD1 of the transistor 1. Now, the gate-source voltages of the transistors 3 and 6 are respectively VGS3 and VG
In the case of S6, VD1 becomes the following equation (4) as in the related art.

【0039】VD1=VGS6−VGS3 …(4)VD1 = VGS6-VGS3 (4)

【0040】従って、VGS3とVGS6を調節するこ
とにより、VD1をトランジスタの飽和電圧である約
0.5V程度とすることができる。
Therefore, by adjusting VGS3 and VGS6, VD1 can be set to about 0.5 V, which is the saturation voltage of the transistor.

【0041】また、最低動作電源電圧は、トランジスタ
1および4の飽和電庄とトランジスタ2のゲート・ソー
ス間電圧を加えた値で約2Vとなる。
The minimum operating power supply voltage is approximately 2 V as the sum of the saturation voltage of the transistors 1 and 4 and the gate-source voltage of the transistor 2.

【0042】以上の結果から、両者の値は従来例と全く
同じであることが分かる。
From the above results, it can be seen that both values are exactly the same as in the conventional example.

【0043】図3は、本発明の第2の実施例の回路構成
を示した図である。図3を参照すると、本発明の回路
を、演算増幅回路の出力段に用いたものであり、バラン
ス出力型回路である。図3を参照すると、トランジスタ
13、14、25、26、29〜32、容量52、およ
び、トランジスタ36〜39、42、43、容量53か
らなるカスコード回路101および102が、第1の実
施例で示したカスコード回路に相当し、トランジスタ1
7、18、21〜24、27、28、容量51およびト
ランジスタ40、41、44〜47、容量54からなる
カスコード回路100および103が、前記第1の実施
例において、Pチャネル型およびNチャネルル型のMO
Sトランジスタの極性を入れ替えて構成したカスコード
回路に相当する。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a circuit of the present invention is used in an output stage of an operational amplifier circuit, and is a balanced output type circuit. Referring to FIG. 3, cascode circuits 101 and 102 including transistors 13, 14, 25, 26, 29 to 32, a capacitor 52, and transistors 36 to 39, 42, 43, and a capacitor 53 are provided in the first embodiment. The transistor 1 corresponds to the cascode circuit shown.
In the first embodiment, the cascode circuits 100 and 103 composed of the capacitors 51, 42, 24, 27, 28, the capacitor 51 and the transistors 40, 41, 44 to 47, and the capacitor 54 are P-channel type and N-channel type. MO of mold
This corresponds to a cascode circuit configured by exchanging the polarity of the S transistor.

【0044】すなわち、この演算増幅回路は、出力段に
カスコード回路100〜103を備える。
That is, this operational amplifier circuit includes cascode circuits 100 to 103 at the output stage.

【0045】より詳細には、カスコード回路101は、
出力端子74および低位側電源電位GND間に直列接続
されるトランジスタ25および26の直列接続回路と、
ソース電極が直列接続点Aに接続されかつ高位側電源電
位VDDおよび低位側電源電位GND間に直列接続され
その直接接続点によりゲート接地されたトランジスタ3
0と、トランジスタ30の負荷であって、高位側電源電
位VDDに接続されるトランジスタ29と、ゲート電極
がトランジスタ30のドレイン電極に接続され、トラン
ジスタ25、26、および30と逆極性の関係にあるト
ランジスタ32と、トランジスタ32の負荷であって低
位側電源電位GNDに接続され、トランジスタ25、2
6、および30と同極性の関係にある、ダイオード接続
されたトランジスタ31と、位相補償素子であってトラ
ンジスタ32のゲート電極と高位側電源電位VDDに接
続される容量52と、を有し、トランジスタ32のゲー
ト電極がトランジスタ30のドレイン電極に、トランジ
スタ32のドレイン電極がトランジスタ26のゲート電
極に接続されている。
More specifically, the cascode circuit 101
A series connection circuit of transistors 25 and 26 connected in series between the output terminal 74 and the lower power supply potential GND;
A transistor 3 having a source electrode connected to the series connection point A, connected in series between the higher power supply potential VDD and the lower power supply potential GND, and having its gate grounded by its direct connection point
0, the load of the transistor 30, the transistor 29 connected to the higher power supply potential VDD, and the gate electrode connected to the drain electrode of the transistor 30, which have the opposite polarity to the transistors 25, 26, and 30. The transistor 32 and the load of the transistor 32, which are connected to the lower power supply potential GND,
6, a diode-connected transistor 31 having the same polarity as that of each of the transistors 6 and 30; and a capacitor 52 which is a phase compensation element and is connected to the gate electrode of the transistor 32 and the higher power supply potential VDD. The gate electrode of the transistor 32 is connected to the drain electrode of the transistor 30, and the drain electrode of the transistor 32 is connected to the gate electrode of the transistor 26.

【0046】なお、カスコード回路102は、カスコー
ド回路101と同一構成であり構成要素に付した符号2
5と43、26と42、29と39、30と38、31
と37、32と36、52と53、接続点AとA′がそ
れぞれ対応する。
The cascode circuit 102 has the same configuration as that of the cascode circuit 101, and the reference numeral 2
5 and 43, 26 and 42, 29 and 39, 30 and 38, 31
And 37, 32 and 36, 52 and 53, and connection points A and A ', respectively.

【0047】また、カスコード回路100は、カスコー
ド回路101のPチャネル型およびNチャネル型のMO
Sトランジスタの極性を入れ替えて構成されている。
The cascode circuit 100 is a P-channel type and N-channel type MO of the cascode circuit 101.
The configuration is such that the polarity of the S transistor is switched.

【0048】さらに、カスコード回路103は、カスコ
ード回路100と同一構成であり構成要素に付した符号
21と47、22と46、23と45、24と44、2
7と41、28と40、51と54、接続点A′とA″
がそれぞれ対応する。
Further, the cascode circuit 103 has the same configuration as the cascode circuit 100, and the reference numerals 21 and 47, 22 and 46, 23 and 45, 24 and 44, 2
7 and 41, 28 and 40, 51 and 54, connection points A 'and A "
Correspond respectively.

【0049】一方、この演算増幅回路の入力段は、入力
端子72および73にゲート電極をそれぞれ接続する差
動トランジスタ対33および35の共通ソース電極と低
位側電源電位GND間とに定電流源トランジスタ34が
接続される。差動トランジスタ対33および35のドレ
イン電極はそれぞれカスコード回路100および103
の接続点A′およびA″に接続される。
On the other hand, the input stage of this operational amplifier circuit comprises a constant current source transistor between the common source electrode of differential transistor pairs 33 and 35 connecting the gate electrodes to input terminals 72 and 73, respectively, and the lower power supply potential GND. 34 are connected. The drain electrodes of the differential transistor pairs 33 and 35 are cascode circuits 100 and 103, respectively.
Are connected to connection points A ′ and A ″.

【0050】出力端子74および75は、それぞれトラ
ンジスタ25と26、およびトランジスタ42と43で
低位側電源電位GNDに接続される。トランジスタ23
および45のゲート電極にはダイオード接続されたトラ
ンジスタ18をトランジスタ17で定電流駆動された定
電圧発生回路の出力電位が供給され、一方、トランジス
タ30および38のゲート電極にはダイオード接続され
たトランジスタ13をトランジスタ14で定電流駆動さ
れた定電圧発生回路の出力電位が供給される。
Output terminals 74 and 75 are connected to lower power supply potential GND by transistors 25 and 26 and transistors 42 and 43, respectively. Transistor 23
The gate electrodes of 45 and 45 are supplied with the output potential of a constant voltage generating circuit in which diode-connected transistor 18 is driven at a constant current by transistor 17, while the gate electrodes of transistors 30 and 38 have diode-connected transistor 13. Is supplied with an output potential of a constant voltage generating circuit driven by a transistor 14 at a constant current.

【0051】トランジスタ28と29、および39と4
0のバイアス電流値は、これらのトランジスタを出カト
ランジスタとし、ダイオード接続されたトランジスタ1
9を入カトランジスタとしたカレントミラー回路に、ト
ランジスタ20により定電流駆動され固定される。
Transistors 28 and 29 and 39 and 4
A bias current value of 0 means that these transistors are output transistors and the diode-connected transistor 1
The transistor 20 is driven by a constant current and fixed in a current mirror circuit having 9 as an input transistor.

【0052】一方、トランジスタ17、20、24、お
よび34と44のバイアス電流値は、これらのトランジ
スタを出カトランジスタとし、ダイオード接続されたト
ランジスタ16を入力トランジスタとしたカレントミラ
ー回路にトランジスタ15により定電流駆動され固定さ
れる。
On the other hand, the bias current values of the transistors 17, 20, 24, and 34 and 44 are determined by the transistor 15 in a current mirror circuit in which these transistors are output transistors and the diode-connected transistor 16 is an input transistor. Current driven and fixed.

【0053】さらに、トランジスタ11と14および1
5のバイアス電流値は、これらのトランジスタを出カト
ランジスタとし、ダイオード接続されたトランジスタ1
0を入カトランジスタとしたカレントミラー回路に定電
流源42により駆動され固定される。
Further, transistors 11 and 14 and 1
A bias current value of 5 indicates that these transistors are output transistors and that
It is driven and fixed by a constant current source 42 in a current mirror circuit having 0 as an input transistor.

【0054】出力端子74および75は、容量素子55
および56にはスイッチ素子60と61および62と6
3により、容量素子57および58が選択的にそれぞれ
並列接続されることにより、同相帰還回路を構成する。
The output terminals 74 and 75 are connected to the capacitive element 55
And 56 include switch elements 60 and 61 and 62 and 6
3, the common-mode feedback circuit is formed by selectively connecting the capacitance elements 57 and 58 in parallel.

【0055】この同相帰還回路には、ダイオード接続さ
れたトランジスタ12をトランジスタ11で定電流駆動
された定電圧発生回路の出力電位が供給され、入力端子
76には外部より基準電位が供給される。
The output potential of the constant voltage generating circuit in which the diode-connected transistor 12 is driven at a constant current by the transistor 11 is supplied to the in-phase feedback circuit, and the input terminal 76 is supplied with a reference potential from the outside.

【0056】上述した構成により、消費電流が大幅に削
減され、低電源電圧動作で、高利得かつ広帯域の特性が
得られる。
With the above-described configuration, current consumption is greatly reduced, and a high gain and a wide band characteristic can be obtained with a low power supply voltage operation.

【0057】なお、図3に示した演算増幅回路の動作に
ついては、通常の演算増幅回路と同様なので省略する。
The operation of the operational amplifier circuit shown in FIG. 3 is similar to that of a normal operational amplifier circuit, and will not be described.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回路の広帯域化と高出力インピーダンス化を独立に達成
でき、従来のレギュレーテッド・カスコード回路と同様
に最低出力信号電圧(出力端子と電源またはグランド
間)が通常のCMOSプロセスでも0.5V程度にで
き、また最低動作電源電圧も2V程度にできるという効
果を有する。
As described above, according to the present invention,
Broadband and high output impedance of the circuit can be achieved independently, and the minimum output signal voltage (between output terminal and power supply or ground) can be about 0.5V even in a normal CMOS process as in the case of the conventional regulated cascode circuit. In addition, there is an effect that the minimum operation power supply voltage can be reduced to about 2V.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の回路構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の特性および比較例として従
来のカスコード回路の特性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing characteristics of one embodiment of the present invention and characteristics of a conventional cascode circuit as a comparative example.

【図3】本発明の別の実施例の回路構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of another embodiment of the present invention.

【図4】従来のカスコード回路の回路構成の一例を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a conventional cascode circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜6、10〜49 トランジスタ 40〜43 定電流源 50〜59 容量 60〜63 スイッチ 70、72、73、76 入力端子 71、74、75 出力端子 1 to 6, 10 to 49 Transistor 40 to 43 Constant current source 50 to 59 Capacity 60 to 63 Switch 70, 72, 73, 76 Input terminal 71, 74, 75 Output terminal

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ドレイン電極が出力端子に導出された第1
のトランジスタと、 ソース電極が前記第1のトランジスタのソース電極と接
続され、かつゲート接地された第2のトランジスタと、 前記第2のトランジスタのドレイン負荷用電流源と、 ドレイン電極が前記第1及び第2のトランジスタのソー
ス電極と接続され、ゲート電極が入力端子に導出され、
かつソース接地された第3のトランジスタと、 ゲート電極が前記第2のトランジスタのドレイン電極に
接続され、かつソース接地された前記第1、第2、第3
のトランジスタと逆極性の第4のトランジスタと、 前記第4のトランジスタのドレイン負荷であって、かつ
ダイオード接続されるとともにソース接地された第5の
トランジスタと、 を備え、前記第4のトランジスタのドレイン電極が、前
記第1のトランジスタのゲート電極に接続されたことを
特徴とするカスコード回路。
A first electrode connected to an output terminal;
A second transistor whose source electrode is connected to the source electrode of the first transistor and whose gate is grounded, a current source for drain load of the second transistor, and a drain electrode of the first and second transistors. Connected to the source electrode of the second transistor, the gate electrode is led to the input terminal,
A source-grounded third transistor, a gate electrode connected to the drain electrode of the second transistor, and the source-grounded first, second, and third transistors.
A fourth transistor having a polarity opposite to that of the fourth transistor, and a fifth transistor which is a drain load of the fourth transistor and is diode-connected and grounded at the source. A cascode circuit, wherein an electrode is connected to a gate electrode of the first transistor.
【請求項2】出力端子と第2電源間に直列接続された出
力トランジシタ及び入力トランジスタを備え、前記入力
トランジスタのゲート電極は入力端子に接続され、 前記入力トランジスタ及び前記出力トランジスタの接続
点に第1信号電極を接続しゲート接地された第3のトラ
ンジスタと、 前記第3のトランジスタの第2信号電極と第1電源間に
接続された負荷用電流源と、 ソース接地されゲート電極を前記第3のトランジスタの
第2信号電極に接続された第4のトランジスタと、 位相補償素子であって前記第4のトランジスタのゲート
電極と前記第1電源間に接続される容量と、 前記第4のトランジスタの負荷であってダイオード接続
された第5のトランジスタと、で増幅回路を構成し、 該増幅回路からの帰還出力を前記出力トランジスタのゲ
ート電極に戻し、 前記第3のトランジスタのゲート電位を固定するための
電圧発生回路を備えたことを特徴とするカスコード回
路。
An output transistor and an input transistor connected in series between an output terminal and a second power supply, wherein a gate electrode of the input transistor is connected to an input terminal; A third transistor connected to one signal electrode and grounded at a gate; a load current source connected between a second signal electrode of the third transistor and a first power supply; A fourth transistor connected to a second signal electrode of the fourth transistor; a capacitor, which is a phase compensation element, connected between a gate electrode of the fourth transistor and the first power supply; A fifth transistor, which is a load and is diode-connected, forms an amplifier circuit, and outputs a feedback output from the amplifier circuit to the output transistor. Cascode circuit back to the gate electrode, characterized by comprising a voltage generation circuit for fixing the gate potential of the third transistor.
JP9194857A 1997-07-04 1997-07-04 Cascode circuit Expired - Fee Related JP3052902B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9194857A JP3052902B2 (en) 1997-07-04 1997-07-04 Cascode circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9194857A JP3052902B2 (en) 1997-07-04 1997-07-04 Cascode circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1127061A JPH1127061A (en) 1999-01-29
JP3052902B2 true JP3052902B2 (en) 2000-06-19

Family

ID=16331451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9194857A Expired - Fee Related JP3052902B2 (en) 1997-07-04 1997-07-04 Cascode circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3052902B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4545064B2 (en) * 2005-08-10 2010-09-15 太陽誘電株式会社 Optical signal receiving circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1127061A (en) 1999-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4958133A (en) CMOS complementary self-biased differential amplifier with rail-to-rail common-mode input-voltage range
US4554515A (en) CMOS Operational amplifier
US5933056A (en) Single pole current mode common-mode feedback circuit
US6437645B1 (en) Slew rate boost circuitry and method
US6064267A (en) Current mirror utilizing amplifier to match operating voltages of input and output transconductance devices
US5475343A (en) Class AB complementary output stage
US4045747A (en) Complementary field effect transistor amplifier
US5444413A (en) Operational amplifier circuit with variable bias driven feedback voltage controller
JPH077340A (en) Fully differential amplifier
JP2611725B2 (en) Cascode circuit
KR100405221B1 (en) Variable gain amplifier
JP3534375B2 (en) Electronic circuits including differential circuits
US7098736B2 (en) Amplifier circuit
US6788143B1 (en) Cascode stage for an operational amplifier
US5406220A (en) Pole/zero compensation in cascode amplifiers
JP2884896B2 (en) Differential operational amplifier
JP3052902B2 (en) Cascode circuit
US4785258A (en) CMOS amplifier circuit which minimizes power supply noise coupled via a substrate
US20020005757A1 (en) Fully differential operational amplifier of the folded cascode type
US6542034B2 (en) Operational amplifier with high gain and symmetrical output-current capability
US5739721A (en) High swing, low power output stage for an operational amplifier
JP4532847B2 (en) Differential amplifier
JP4867066B2 (en) Amplifier circuit
JP3175713B2 (en) Operational amplifier circuit
JP3119221B2 (en) Operational amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000307

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080407

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090407

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees